JPS5925463B2 - カウンタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、商用電源の電力をサイクル制御して負荷に
間欠出力するサイクル制御装置の出力電力すなわち負荷
電力を、百分率表示するカウンタ装置に関し、構成を簡
素化するとともに安価にして商用交流電源の電源交流の
周波数がいかなる周波数の場合にも精度よく表示するカ
ウンタ装置を提供しようとするものである。

一般に、ヒータ、電気炉等の温度を制御したりガラス溶
解する場合に際し、加熱すべき負荷に供給する電力をサ
イリスタの点弧位相角の制御により制御すると、サイリ
スタの点弧時の電流変化率が大きいことに起因して高周
波雑音が発生する欠点があるため、第１図に示すような
構成により負荷電力をサイクル制御している。

すなわち、第２図ａ図に示すような商用電源１の電源交
流周波数に同期した各サイクルのゼロクロス点でサイク
ル制御装置２の交流電力制御部３のサイリスタを制御回
路４からのゲートパルスにより選択的に点弧するととも
に、この制御回路４のゲートパルスを、制御用電源５の
信号電流の可変により制御し、第２図ｂ図に示すような
定められた基準時間（を）における信号電流に応じた等
間隔の所定数のサイクルにのみ制御部３のサイリスタを
間欠的に開閉し、第２図ｃに示すように、商用電源１の
電力をサイクル制御してサイクル制御装置２から間欠的
に出力し、負荷６に供給する負荷電力を制御している。
ところで、このようにサイクル制御を行なつた場合は、
負荷６に供給する電圧または電力を通常の電圧計または
電力計で測定することができない。そこで、サイクル制
御装置２と負荷６の間にサイクル制御装置２の出力交流
の周波数をカウントするカウンタ装置Ｔを挿入するとと
もに、カウンタ装置７により、水晶振動子等の高精度で
発振する部品を用いたタイマーで形成される一定の基準
時間すなわちサンプリング期間に入力される出力交流の
サイクル数をカウントし、出力交流の周波数を表示して
いる。したがつて、カウンタ装置７で負荷電力または電
圧を直読することができなく、負荷電力を知るには校正
表が必要である。また、商用電源１の電源交流周波数が
５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのように異なれば、形成するサ
ンプリング期間を切換える必要がある。例えば、第２図
では、商用電源１の１０サイクルの間における等間隔の
４サイクルにサイクル制御装置２から負荷に交流出力が
供給されているから、サンプリング期間を１秒とすれば
、電源交流周波数が５０Ｈｚの場合には、表示される周
波数が２０Ｃ／Ｓとなり、６０Ｈｚの場合は２４Ｃ／Ｓ
となるため、商用電源１の電源交流周波数によりカウン
タ装置７の表示を切り換える必要がある。しかも、サン
プリング期間を形成するのに水晶振動子等の高価な部品
が心要であり、構成が複雑化すると云う種々の欠点を有
している。この発明は、前記従来の欠点に留意し、サイ
クル制御装置に人力される電源交流の所定のサイクル数
をカウントしてサンプリング期間を形成するとともに、
このサンプリング期間に、測定用のカウンタ回路にサイ
クル制御装置の出力交流のどれだけのサイクル数が入力
されるかをカウントし、サンプリング期間毎に電源交流
の所定のサイクル数に対する出力交流のサイクル数を百
分率表示し、サイクル制御装置の出力電力すなわち負荷
電力を商用電源の電源交流周波数に無関係に測定して表
示できるようにしたものであり、つぎにこの発明を、そ
の１実施例を示した第３図以下の図面とともに詳細に説
明する。

第３図および第４図において、第１図と同一記号は同一
のものを示し、８は基準用入力端子Ａが商用電源１にか
つ測定用入力端子Ｂがサイクル制御装置２の出力端子に
それぞれ接続されたカウンタ装置、９は基準用入力端子
Ａに接続され商用電源１から出力される電源交流電圧を
絶縁降下する基準用トランス、１０は基準用トランス９
を介した出力交流を電源交流の各サイクル毎に同期した
基準パルスに整形して出力する基準用波形整形回路、１
１は所定のサンプル数の基準パルスをカウントして計数
完了パルスを出力する基準用カウンタ回路、１２は計数
完了パルスから一定時間遅れたラツチパルスとラツチパ
ルスからラツチパルスのパルス幅だけ遅れたりセツトパ
ルスとを電源ｚ交流の半サイクル期間内に出力する遅延
回路、１３は測定入力端子Ｂに接続されサイクル制御装
置２の出力交流の電圧を絶縁降下する測定用トランス、
１４は測定用トランス１３を介した出力交流を出力交流
の各サイクル毎に同期した測定パルスに整形して出力す
る測定用波形整形回路、１５は遅延回路１２からのりセ
ツトパルスによりりセツトされるとともにカウンタ回路
１１が所定のサンプル数の基準パルスをカウントするサ
ンプリング期間の測定パルスの個数をカウントする測定
用カウンタ回路であり、計数データ信号を出力する。

１６は測定用カウンタ回路１５の計数データ信号を遅延
回路１２からのラツチパルスにより表示用にラツチする
とともに表示信号に変換して出力する表示用信号変換回
路、１７は表示用信号変換回路１６の表示信号によりサ
ンプル期間毎に所定のサンプリング数に対する測定パル
スの個数を百分率で表示する表示回路である。

つぎに、前記実施例の動作を第５図および第６図を参照
して説明する。

第５図ａ図に示すような商用電源１の電源交流電圧が、
基準用トランス９で絶縁降圧されたのち基準用波形整形
回路１０に印加され、基準用波形整形回路１０からは、
同ｃ図に示すように、電源交流電圧のゼロクロス点から
の立ち上がりに同期した基準パルスが出力され、この基
準パルスが基準用カウンタ回路１１によりカウントされ
る。

ここで、基準用カウンタ回路１１は、２個の１０進カウ
ンタを直列接続して１００進カウンタを構成したもので
あり、第８０番目の基準パルスをカウントした時に計数
完了パルスが出力され始めるとともに、同ｅ図に示すよ
うに、第１００番目の基準パルスをカウントした時に計
数完了パルスが遮断され、１００個のパルスが入力され
る毎に同様の動作を繰り返えす。言い換えると、商用電
源１の電源交流の周波数の１００サイクルからなるサン
プリング期間を計測するタイマーの役目を有する。そし
て、基準用カウンタ回路１１の計数完了パルスが遅延回
路１２に入力され、遅延回路１２からは、同ｆ図に示す
ように、計数完了パルスの立下りから所定時間（ｔ１）
だけ遅れたラツチパルスと、同ｇ図に示すように、ラツ
チパルスからラツチパルスのパルス幅に相当する一定時
間（Ｔ２）だけ遅れたりセツトパルスとをそれぞれ出力
する。ここで、遅延回路１２に入力されるパルスの立下
りから出力するりセツトパルスの立下りまでの時間が電
源交流の半サイクル期間内に設定されている。一方、商
用電源１の電力をサイクル制御して負荷６に間欠出力す
るサイクル制御装置２の出力交流電圧が測定用トランス
１３で絶縁降圧されたのち測定用波形整形回路１４に印
加され、測定用波形整形回路１４からは、同ｂ図に示す
ように、サイクル制御装置２の出力交流電圧のゼロクロ
ス点からの立ち上がりに同期した測定パルスが出力され
、この測定パルスが測定用カウンタ回路１５によりカウ
ントされる。

測定用カウンタ回路１５は遅延回路１２のりセツトパル
スによりりセツトされ、次のりセツトパルスが入力され
るまでの測定パルスの個数をカウントし、そのカウント
数からなる計数データ信号を表示用信号変換回路１６に
出力する。この時、前述のように基準用カウンタ回路１
１の計数完了パルスの立下り時から遅延回路１２のりセ
ツトパルスの立下り時までの時間が電源交流の半サイク
ル期間内であるから、りセツトされたのちには、１番目
の測定パルスから順次にカウントを始める。そして、表
示用信号変換回路１６により、測定用カウンタ回路１５
の計数データ信号が表示用にラツチされるとともに、デ
コーダにより表示信号に変換されて出力される。なお、
遅延回路１２から入力されるラツチパルスの立上りによ
り保持していた表示信号を変換により形成したあらたな
表示信号に入れ替えて保持するとともに、次に入力され
るラツチパルスの立上りまで当該表示信号を保持する。
そして、表示用信号変換回路１６から出力される表示信
号が入力される表示回路１７には、商用電源１の１００
サイクルの電源交流にもとづくサンプリング期間毎の所
定のサンプル数の基準パルスに対する測定パルスの個数
の百分率が表示される。ところで電源交流の周波数をｆ
（Ｈｚ）、サンプリング期間をＴ１サンプリング期間Ｔ
の間に負荷６に供給される出力交流のサイクル数をｎと
すれば、サイクル制御装置２の出力交流電圧の実効値Ｅ
ｅは、流電圧の実効値であり、また、１△ＮＬｆＴの関
係がある。

いま、負荷６を抵抗負荷Ｒとすれば、負荷６に供給され
る負荷電力Ｐは、となり、負荷電力Ｐは、第６図に示す
ように、サンプリング周期Ｔの間の出力交流のサイクル
数ｎに比例する。

そしてサンプリング期間Ｔが、所定のサンプル数の基準
パルスを分子とし、電源交流の周波数を分母とする式に
置き換えられるため、表示回路１７に表示された百分率
により、負荷電力Ｐが表示されることになり、このとき
、前述の負荷電力Ｐの式に電源交流の周波数ｆが関与し
なくなるため、電源交流の周波数ｆが５０Ｈｚであつて
も６０Ｈｚであつても、表示を切り換えたりすることな
く、正しい負荷電力Ｐを表示することができる。

また、商用電源１の電源交流から基準パルスを形成する
ため、高価な水晶振動子等を用いる必要がなく、構成が
非常に簡素化され、大幅にコストダウンできる。さらに
、基準パルスのパルス幅と測定パルスのパルス幅が等し
く、かつ同一タイミングで両パルスが形成されるととも
に、電源交流の半サイクル期間内に遅延回路１２からラ
ツチパルスとりセツトパルスとが出力されるため、各サ
ンプリング期間に、精度よく表示を行なうことができる
。以上のように、この発明のカウンタ装置によると、表
示回路の百分率表示により、商用電源の電源交流の周波
数がいかなる周波数であつても、表示を切り換えたりす
ることなくサイクル制御装置から負荷に供給される負荷
電力を精度よく表示することができ、校正表等を用いる
必要がなく、抵抗負荷の場合は負荷電力を直読できる。

そして商用電源の電源交流に同期して電源交流の各サイ
クル毎に基準パルスを出力する基準用波形整形回路を設
けたことにより、サンプリング期間の形成に高価な水晶
振動子などを使用する必要がなく、構成を簡素化すると
ともに安価にすることができるとともに、基準パルスの
パルス幅と、測定パルスのパルス幅を等しくし、かつ同
一タイミングで両パルスを出力することができ、さらに
、電源交流の半サイクル期間内に遅延回路からラツチパ
ルスとりセツトパルスとを出力したことにより、各サン
プリング期間の表示を精度よく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカウンタ装置のプロツク図、第２図は第
１図の各部の動作電圧の波形図、第３図はこの発明のカ
ウンタ装置の１実施例のプロツク図、第４図は第３図の
詳細なプロツク図、第５図は第４図の各部の動作電圧の
波形図、第６図は抵―負荷の場合の出力サイクル数と負
荷電力の関係−示す曲線図である。 １・・・・・・商用電源、２・・・・・・サイクル制御
装置、１０・・・・基準用波形整形回路、１１・・・・
・・基準用カウン回路、１２・・・・・・遅延回路、１
４・・・・・・測定用波形ュ形回路、１５・・・・・・
測定用カウンタ回路、１６・・・・表示用信号変換回路
、１７・・・・・・表示回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 商用電源の電源交流に同期し該電源交流の各サイク
   ル毎に基準パルスを出力する基準用波形整形回路と、所
   定のサンプル数の前記基準パルスのカウントにより計数
   完了パルスを出力する基準用カウンタ回路と、前記計数
   完了パルスから所定時間遅れたラッチパルスと該ラッチ
   パルスより遅れたリセットパルスとを前記電源交流の半
   サイクル期間内に出力する遅延回路と、前記商用電源の
   電力をサイクル制御して間欠出力するサイクル制御装置
   の出力交流に同期し該出力交流の各サイクル毎に測定パ
   ルスを出力する測定用波形整形回路と、前記所定のサン
   プル数の基準パルスをカウントするサンプリング期間の
   前記測定パルスの個数をカウントし計数データ信号を出
   力する測定用カウンタ回路と、前記計数データ信号を前
   記ラッチパルスにより表示用にラッチするとともに表示
   信号に変換して出力する表示用信号変換回路と、前記表
   示信号により前記サンプリング期間毎に前記所定のサン
   プル数に対する前記測定パルスの個数を百分率で表示す
   る表示回路とを備えたことを特徴とするカウンタ装置。